蠶寶寶是怎麼吃桑葉?還記得小時候為了心愛的蠶寶寶,四處苦苦尋覓桑葉的經曆嗎?為什麼家蠶這麼“挑食”隻吃桑葉?這是一個長久以來沒有得到解答的科學問題雖然有報道家蠶的一些突變體可部分取食其它植物葉片,但決定家蠶桑葉專食性的分子基礎及相關的基因一直沒有得到揭示和鑒定中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生态研究所譚安江研究組,發現了一個苦味受體基因可以決定家蠶的桑葉專食性相關成果2019年2月28日在國際學術期刊《PLOS Biology》在線發表,接下來我們就來聊聊關于蠶寶寶是怎麼吃桑葉?以下内容大家不妨參考一二希望能幫到您!
還記得小時候為了心愛的蠶寶寶,四處苦苦尋覓桑葉的經曆嗎?為什麼家蠶這麼“挑食”隻吃桑葉?這是一個長久以來沒有得到解答的科學問題。雖然有報道家蠶的一些突變體可部分取食其它植物葉片,但決定家蠶桑葉專食性的分子基礎及相關的基因一直沒有得到揭示和鑒定。中科院分子植物科學卓越創新中心/植物生理生态研究所譚安江研究組,發現了一個苦味受體基因可以決定家蠶的桑葉專食性。相關成果2019年2月28日在國際學術期刊《PLOS Biology》在線發表。
“陌上柔桑破嫩芽,東鄰蠶種已生些。”從辛棄疾的這首詞裡,可以看出在傳統的蠶業生産上,栽桑和養蠶密不可分。植食性昆蟲的取食行為主要是由其化學感受體系(嗅覺和味覺)決定的。相對于嗅覺受體的研究,味覺受體的作用機理複雜,其研究相對滞後,目前功能得到鑒定的味覺受體數量也非常少。家蠶有76個味覺受體基因,研究人員根據前期的研究線索,針對位于三号染色體上的唯一味覺受體基因GR66開展了功能分析,并利用轉基因和CRISPR/Cas9等基因編輯手段獲得了其純合突變體。
在正常飼養條件下,GR66突變體的生長發育沒有受到任何影響,但其食性發生了顯著的變化。突變體家蠶幼蟲除了桑葉以外,還可以取食蘋果、梨、玉米、大豆、花生甚至面包等,這些都是野生型家蠶拒食的食物。在選擇性實驗中,突變體五齡幼蟲可以無差别地取食桑葉和其他食物,但野生型家蠶隻會取食桑葉或含有桑葉成分的人工飼料。
根據以上證據,研究人員推測GR66是家蠶針對非宿主植物的一個取食抑制因子,突變後其抑制作用消失,導緻突變體可以無差别地取食桑葉及其它食物。此次研究發現了苦味受體基因GR66在家蠶食物選擇中起到的決定性作用,為昆蟲食性以及植物-昆蟲互作研究提供了新的視角。
蠶寶寶如果不再“挑食”會怎樣?由于土地資源的限制、季節性的影響以及人力成本的上升,桑葉的供應已成為制約規模化和工廠化養蠶的重要因素。本研究也為今後持續規模化養蠶的去桑葉化、大幅度降低人工飼料成本以及培育适合工廠化飼養的家蠶新品種奠定了堅實的理論基礎。
欄目主編:黃海華 文字編輯:黃海華 題圖來源:視覺中國 圖片編輯:徐佳敏
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